Сырье месторождений
6 Июнь 2009
Получая извести из сырья разных месторождений, Смитон систематически испытывал их, используя для затворения растворов и пресную и морскую воду: «Я беру такое количество составных частей, из которого можно сформовать шар около 2 д. [51 мм] в диаметре. Этот шар, лежащий на пластинке, пока не схватится и не перестанет поддаваться давлению пальца, затем помещался в плоский горшок, наполненный водой, так чтобы шар был покрыт ею; и что происходило с шаром в этом положении было критерием, по которому я судил о пригодности состава для нашей цели».40
Узнав об извести, изготовлявшейся у Аберто (Гламорганшир, на северном берегу канала от Бристоля, около 18 км к юго-западу от Кардиффа) и особенно ценившейся каменщиками, Смитон достал ее пробы и установил большое ее превосходство над известью из мрамора 41 у Плимута. Он описал исходные небесно-голубые, без блеска, лиасовые (нижнеюрские) известняки из Аберто, которые требуют хорошей степени обжига (a good of fire), но дают продукт, распадающийся при гашении в тонкий порошок. Глинистый известняк из Аберто, по анализу Смитона, содеря^ал 86.2% карбоната, 11.2% глины и 2.6% воды и др. Основной его модуль — 4.3 — характеризует известь Аберто как сильно гидравлическую.
Учитывая возможные затруднения с доставкой этих известняков, Смитон исследовал другую, добываемую поблизости, известь из Брайтона (в 65 км севернее Плимута) и также получил хорошие результаты.
Не удовлетворяясь изысканием превосходного состава гидравлического раствора, Смитон задался вопросом: «Почему разные извести дают растворы различной прочности?» Пользуясь советами своего друга химика Кукворти (Cookworthy) ,42 он простым методом проанализировал исходные известняки и наиболее различающиеся между собой по составу обработал азотной кислотой (aqua fortis). При этом мел и плимутский мрамор растворились почти без остатка. Дававший же гидравлическую известь известняк из Аберто имел нерастворимый остаток, который после отмывания от песка был вязким и клейким, походил на синюю глину и после обжига приобретал красный цвет и прочность кирпича. Этот остаток составил одну девятую часть вещества камня.
Продолжая анализы, Смитон постоянно обнаруживал, что, независимо от цвета сырья, все твердеющие под водой извести дают больший или меньший нерастворимый в кислоте остаток глины. Содержание его, т. е. глинистой части, химически связываемой при обжиге окисью кальция, в девяти мергелистых известняках разных районов Англии, исследованных (среди других) и рекомендованных Смитоном для производства гидравлической извести, составляло от 5.9 до 21.2% по весу.43
Отсюда и из предыдущих экспериментов Смитон сделал выводы, что «качество извести для гидравлического раствора не зависит от твердости или цвета [чистоты известняка]. . . в действительности я еще не видел извести, пригодной для гидротехнического сооружения, которая при исследовании [исходного] камня не содержала бы глины; и хотя я очень далек от того, чтобы полагать это как абсолютный критерий, однако, я никогда не находил какого-либо известняка, содержащего в значительном количестве глину, который не был бы пригоден [как известковое сырье] для гидротехнического сооружения».44 «Примесь глины в составе известняка может быть наиболее надежным показателем пригодности (validity) известняка [извести из него] для гидротехнических сооружений».45
На ранней стадии своих экспериментов Смитон проверил влияние введения в растворы обожженного гипса. «В частности несколько смесей извести с гипсом; хотя я знал, что штукатуры с успехом используют подобные составы в своих работах, однако подвергая их испытанию для подводных работ, установленному мною для проведения своих экспериментов, я не нашел ничего полезного во всех смесях извести с гипсом и даже трасса и пуццоланы с гипсом; результатом было, что они уменьшали скорость схватывания гипса, а гипс делал состав, который получался из других ингредиентов, менее твердым и более рыхлым».46
Во время этой проверки Смитон решил, что если раствор, используемый для кладки башни маяка, не схватывается достаточно быстро, можно применить гипс — быстро схватывавшийся материал — для расшивки незащищенных от действия воды швов из основного раствора. Хотя этот гипсовый раствор и не может долго противостоять воздействию морской воды, полагал Смитон, он все же продержится достаточно долго, чтобы защитить наружные швы из твердеющего известкового раствора.